Die Erfindung betrifft ein Rollenlager mit mehreren zwischen einem Lageraußenring und einem Lagerinnenring angeordneten und durch einen Lagerkäfig geführten zylindri schen oder kegligen Wälzkörpern, wobei zumindest an einer Stirnseite des Lagerkäfigs im radialen Zusammenwirken mit dem korrespondierenden Randbereich des Lagerin nenrings und/oder des Lageraußenrings ein begrenzter Schmiermitteldurchlass ausge bildet ist.

Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf die Kraftfahrzeugtechnik, vornehm lich auf die Getriebetechnik bei Kraftfahrzeugen. So kommen Rollenlager der hier inte ressierenden Art beispielsweise bei Differenzialgetrieben oder dergleichen zum Ein satz, um vorzugsweise Radiallagerstellen für eine an- oder abtriebsseitige Getriebe welle zu bilden. Rollenlager weisen dabei eine für derartige Anwendungsfälle geeignete hohe Lagertragzahl auf.

Die Bestrebungen zur Reduzierung von Schadstoffemissionen sowie zur Steigerung von Reichweiten in der Kraftfahrzeugtechnik führen dazu, dass möglichst reibungsarme Wälzlagerungen gefordert sind. Ausschlaggebend für ein möglichst reibungsarm arbei tendes Wälzlager ist eine optimale Schmiermittelversorgung. Dies ist einerseits derart zu realisieren, dass hinreichend viel Schmiermittel zugeführt wird, dessen Strom jedoch andererseits auch nicht so stark fließen sollte, dass Planschverluste auftreten, welche typischerweise in Folge eines Überangebots an Schmierstoff entstehen.

Stand der Technik

Aus der EP 1 846665 B1 geht ein gattungsgemäßes Rollenlager in Form eines Kegel rollenlagers mit unterschiedlichen Ausführungsformen von Lagerkäfigen hervor. Das Rollenlager besteht im Wesentlichen aus mehreren zwischen einem Lageraußenring und einem Lagerinnenring angeordneten kegligen Wälzkörpern, welche durch den La gerkäfig geführt sind. Zu beiden Stirnseiten des Lagerkäfigs wird im Zusammenwirken mit einem zugeordneten Randbordabschnitt des Lagerinnenrings sowie auch des La- geraußenrings jeweils ein Spalt gebildet, welcher einerseits groß genug ist, um hinrei chend Schmiermittel für die Lagerschmierung hindurchzulassen und andererseits hin reichend klein ist, um eine wirksame Abdichtung gegenüber im Schmiermittel enthalte nen Schmutzpartikeln zu bilden. Ergänzend hierzu ist die Stirnseite des Lagerkäfigs, hier als Deflektor bezeichnet, gewölbt ausgebildet und weist mindestens einen inneren und einen äußeren radialen Rand auf, welche sich in Richtung Lagerinnenring sowie Lageraußenring erstrecken, so dass axiale und radiale funktionelle Spaltspiele zwi schen den Randbereichen und dem zugeordneten Lageraußenring bzw. Lagerinnen ring gebildet werden, die so bemessen sind, dass einerseits der Schmiermitteldurchlass im vorstehend beschriebenen Sinne ermöglicht wird und andererseits ein Hindernis ge gen den Durchgang fester Schmutzpartikel besteht. Insbesondere durch fertigungs technisch unvermeidbare Toleranzen sind gleichbleibende Spaltmaße kaum reprodu zierbar.

Die DE 102017 126917 A1 offenbart einen anderen gattungsgemäßen Stand der Tech nik, bei welchem möglichst gleichbleibende Spaltmaße durch einen wälzkörpergeführ ten Lagerkäfig realisiert werden. Hierdurch werden an beiden Stirnseiten des Lagerkä figs sowohl zum Lageraußenring als auch zum Lagerinnenring hin definierte Ringspalte erzeugt, deren Gesamtquerschnittsfläche bezogen auf jede Stirnseite den Schmiermit teldurchlass bilden. Dies führt hier zu einer recht komplizierten Bauteilgeometrie für den Lagerkäfig.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rollenlager der gattungsge mäßen Art dahingehend weiter zu verbessern, dass ein über die Geometrie des Lager käfigs erzeugter Schmiermitteldurchlass in einfacher Weise derart einstellbar ist, dass die exakt benötigte Schmiermittelmenge für die Lagerschmierung zur Verfügung gestellt werden kann.

Offenbarung der Erfindung

Die Aufgabe wird ausgehend von einem Rollenlager gemäß dem Oberbegriff von An spruch 1 in Verbindung mit kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein Schmiermitteldurchlass meh rere stirnseitig am Lagerkäfig entlang des Umfangs angeordnete und in Richtung des Lagerinnenrings oder des Lageraußenrings hin geöffnete Randausnehmungen um fasst, deren gemeinsame Querschnittsfläche bis zu 30% der Stirnseitenfläche des La gerkäfigs einnimmt. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ergibt sich im Vergleich aus dem Stand der Technik dadurch, dass eine weitestgehend spalttoleranzunabhän gige Einlassgeometrie für den Schmiermitteldurchlass geschaffen wird, bei welcher Spalttoleranzen zu den benachbarten Bauelementen nur noch eine untergeordnete Rolle spielen. Denn der Hauptdurchlass wird durch die besagten Randausnehmungen an der Stirnseite des Lagerkäfigs, auch Seitenband des Lagerkäfigs genannt, geschaf fen. Hierdurch lässt sich die Menge an Schmiermittel, welche das Rollenlager passiert, in Abhängigkeit der Systemfüllmenge an Schmierstoff abstimmen. Durch die erfin dungsgemäß definierte Durchlassgeometrie lässt sich das einströmende Volumen an Schmiermittel exakter bestimmen und die blockenden Elemente am Lagerkäfig genauer auslegen, was eine präzise Schmierstoffregulierung ermöglicht. Als Sekundäreffekt werden ferner Planschverluste vermieden und andererseits auch einer Mangelschmie rung entgegengewirkt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Randausnehmungen jeweils eine bogensegmentförmige Querschnittsfläche aufweisen, deren Bogenlänge jeweils um ein Mehrfaches größer ist als die Tiefe der Randausneh mung. Diese bogensegmentförmige Querschnittsfläche ist in etwa auch vergleichbar mit einem langgestreckten Rechteck. Dabei sollte die Tiefe der Randausnehmungen maximal 50% der Käfighöhe betragen. Die Käfighöhe nimmt in den Bereichen außer halb der Randausnehmungen somit fast den gesamten Abstand zwischen der Außen mantelfläche des Lagerinnenrings und der Innenmantelfläche des Lageraußenrings ab züglich eines geringfügigen Bewegungsspiels ein. In den Bereichen innerhalb der Randausnehmungen wird die Tiefe jedoch auf ein Maß beschränkt, welches einerseits eine hinreichende Stabilität des Lagerkäfigs gewährleistet und andererseits auch einen weiten Spielraum zur Einstellung der Querschnittsfläche des Gesamtschmiermittel durchlasses. In dem beanspruchten Maßbereich kann also eine den baulichen Rand bedingungen entsprechende Schmierstoffregulierung durchgeführt werden. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen alle Randausnehmun gen eine identische Geometrie auf und sind äquidistant zueinander entlang des Um fangs des Lagerkäfigs angeordnet, vorzugsweise mit der Öffnungsseite in Richtung La gerinnenring. Dabei sollte die Bogenlänge jeder Randausnehmung länger sein als der Bogenabstand von zueinander benachbarten Randausnehmungen. Mit dieser kon struktiven Maßnahme wird die variierbare Querschnittsfläche in Umfangsrichtung ma ximiert, ohne dass die Stabilität des Lagerkäfigs hierunter leidet.

Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass die stirnseitige Käfighöhe des Lagerkäfigs derart bemessen ist, dass sich gegen über dem Lageraußenring und/oder dem Lagerinnenring eine definierte Radialspalt breite S1 bzw. S2 ergibt. Hierdurch nimmt auch der durch die Radialspaltbreite(n) ge bildete Querschnitt einen Flächenanteil am Schmiermitteldurchlass ein und ist additiv zur Summen-Querschnittsfläche der Randausnehmungen zu berücksichtigen. Die Ra- dialspaltbreite(n) sollten derart bemessen sein, dass einerseits hinreichend Bewe gungsspiel bezüglich der relativ hierzu drehenden benachbarten Bauteile, also dem La gerinnenring und dem Lageraußenring, erzielt wird, um Reibungsverschleiß zu vermei den. Andererseits sollte die Radialspaltbreite(n) auch nicht so breit ausfallen, dass die Führungsfunktion durch die benachbarten Bauteile beeinträchtigt wird.

Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass der Schmiermitteldurchlass an der einflussseitigen Stirnseite kleiner ist als der Schmiermitteldurchlass an der ausflussseitigen Stirnseite des Rollenlagers. Hierdurch erfolgt die Schmierstoffregulierung einflussseitig, so dass sich nicht übermäßig viel Schmiermittel im Lagerinneren ansammeln kann, um dort die zu vermeidenden Planschverluste zu verursachen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sollte der Durchströmungsquerschnitt auf der ausflussseitigen Stirnseite zwischen 10 bis 100- fach größer als auf der einflussseitigen Stirnseite ausfallen, um einen ungehinderten Abfluss des Schmiermittels aus dem Lagerinneren zu gewährleisten.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist die zumindest eine Stirnseite des Lager käfigs ebenflächig ausgebildet. Schmiermittelleitende Deflektorflächen und dergleichen können hier also zugunsten der stirnseitig angebrachten Randausnehmungen fallen und durch die vereinfacht geradflächige Geometrie ist auch eine entsprechend einfa chere Fertigung möglich, welche vorzugsweise durch Spritzgießen eines geeigneten Kunststoffs erfolgen kann.

Beschreibung anhand der Zeichnung

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachfolgend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch ein Kegelrollenlager mit erfindungsgemäß ausgebildetem Schmiermitteldurchlass,

Fig. 1a eine Detailansicht der Fig. 1 an derjenigen Stirnseite des Lagerkäfigs, an welcher das Schmiermittel in das Kegelrollenlager eintritt,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Lagerkäfigs des Kegelrollenlagers auf der in der

Fig. 1a gezeigten Schmierstoffeintrittsseite, und

Fig. 2a eine Detailansicht des Lagerkäfigs gemäß Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 besteht das Kegelrollenlager aus einem Lageraußenring 1 sowie einem Lagerinnenring 2, zwischen denen eine Mehrzahl kegliger Wälzkörper 3 angeordnet sind. Die Wälzkörper 3 sind durch einen aus einem Kunststoffmaterial bestehenden Lagerkäfig 4 geführt.

Der Lagerkäfig 4 weist eine erste Stirnseite 5a sowie eine zweite Stirnseite 5b auf und bildet hier an der ersten Stirnseite 5a im Zusammenwirken mit dem Lageraußenring 1 sowie dem Lagerinnenring 2 einen jeweiligen Schmierspalt S1 bzw. S2 aus, welche Bestandteil des Schmiermitteldurchlasses an der Schmierstoffeintrittsseite des Kegel rollenlagers sind. Gemäß Detaildarstellung der Fig. 1 a ist der seitens des Lagerinnenrings 2 ausgebildete Radialspalt S1 derart gering bemessen, dass der Lagerkäfig 4 vom Lagerinnenring in Bewegung zumindest geringfügig gestützt oder geführt wird.

Gemäß Fig. 2 wird der Hauptanteil der Querschnittsfläche des Schmiermitteldurchlas ses jedoch durch mehrere stirnseitige am Lagerkäfig 4 entlang des Umfangs angeord nete und in Richtung des - nicht weiter dargestellten - Lagerinnenrings geöffnete Rand ausnehmungen 6, 6‘, usw. gebildet. Dabei nimmt die durch alle Randausnehmungen 6, 6‘, usw. gebildete gemeinsame Querschnittsfläche weniger als 30% der Stirnseitenflä che des Lagerkäfigs 4 ein. Hierdurch wird sichergestellt, dass trotz der durch die Rand ausnehmungen 6, 6‘, usw. verursachte Materialschwächung eine noch hinreichende Bauteilstabilität selbst bei hoher Lagerbeanspruchung sichergestellt werden kann. Gleichzeitig kann die Querschnittsfläche der Randausnehmungen im erfindungsgemä ßen Bereich derart dimensioniert werden, dass eine hinreichende Schmiermittelversor gung erzielt werden kann.

Aus dem Außendurchmesser da abzüglich des Innendurchmessers di des Lagerkäfigs 4 ergibt sich die Käfighöhe H. Die Tiefe T der Randausnehmungen 6, 6‘, usw. beträgt hier weniger als 50% der Käfighöhe H. Ferner weisen ersichtlicherweise alle Randaus nehmungen 6, 6‘, usw. eine identische Geometrie auf und sind äquidistant zueinander entlang des Umfangs des Lagerkäfigs 4 angeordnet.

Wie aus dem Detail der Fig. 2a hervorgeht, weist jede Randausnehmung 6, 6‘, usw. jeweils eine Bogenlänge L auf, die um ein Mehrfaches größer ist, als die Tiefe T der Randausnehmungen 6, 6‘, usw. Ferner ist die Bogenlänge L jeder Randausnehmung 6, 6‘, usw. bei diesem Ausführungsbeispiel länger als der stegförmige Bogenabstand zwischen zueinander benachbarten Randausnehmungen 6; 6‘.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbei spiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbe reich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, den aus vorzugsweise Kunststoff bestehenden Lagerkäfig geteilt auszuführen. Bezuqszeichenliste

1 Lageraußenring

2 Lagerinnenring

3 Wälzkörper

4 Lagerkäfig

5 Stirnseite

6 Randausnehmung

51 erster Radialspalt

52 zweiter Radialspalt di Innendurchmesser Einlassseite des Lagerkäfigs da Außendurchmesser Einlassseite des Lagerkäfigs L Bogenlänge Randausnehmung

T Tiefe Randausnehmung

H Käfighöhe